Un système réparti ou distribué est généralement défini comme une collection « d’entités » logicielles s’exécutant sur des ordinateurs reliés par un réseau de communication et coopérant pour réaliser une tâche. Le domaine des systèmes distribués est en constante évolution et trouve aujourd’hui des applications dans des domaines très différents mettant en jeu une variété de dispositifs informatiques depuis le supercalculateur jusqu’au capteur, en passant par des terminaux tels que les ordinateurs portables et les »Smartphones ». Les réseaux les reliant sont également variés et peuvent aller du bus de terrain au réseau fixe à très haut débit en passant par les réseaux locaux sans fil. Il n’est donc pas étonnant que l’on trouve des applications réparties aussi diverses que le contrôle de trafic aérien, les systèmes pair-à-pair d’échange de données, la messagerie électronique et les grilles de calcul. Les systèmes distribués tiennent une place de plus en plus importante dans le monde actuel, en particulier avec l’avènement de l’Internet. Le concept de distribution, s’il est assez ancien, n’a d’équivalent en informatique que depuis peu. En effet, distribuer une tâche n’a de sens que si les différentes »entités » peuvent communiquer. Il a donc fallu attendre le développement des réseaux (locaux, puis à grande échelle de type internet) pour que le concept de »système distribué » soit clairement défini et étudié. Initialement, l’architecture utilisée était à contrôle centralisé, sur le modèle client-serveur. Le développement récent des réseaux massivement distribués nécessite la conception d’algorithmes sur un modèle totalement réparti, sans contrôle centralisé. Cependant, concevoir un protocole totalement distribué est plus difficile que de donner une solution utilisant un contrôle centralisé, car il faut gérer la synchronisation entre les différentes entités, et, en général, la défaillance éventuelle d’une partie du système.
Le calcul parallèle est maintenant utilisé dans tous les domaines, des simulations de systèmes mécaniques ou de prédiction météorologique aux bases de données, aux serveurs de vidéo à la demande et aux outils de recherche tels que Google. D’un point de vue architectural, les ordinateurs parallèles ont évolué de grosses machines homogènes à des assemblages de PC (où des groupes de processeurs partagent une même mémoire, ces groupes étant interconnectés par des réseaux rapides). Cependant, le besoin croissant de capacités de calcul et de stockage a provoqué l’agrégation des ressources via des réseaux locaux (LAN) ou même à grande échelle (WAN). Les récents progrès en technologie réseau ont permis d’utiliser des plates- formes fortement distribuées comme une unique ressource parallèle, ce qui a été appelé Metacomputing ou, plus récemment, le calcul sur la grille. Bien qu’un énorme effort de recherche ait été récemment fait dans ce domaine, nous pensons que de nombreux projets ont omis d’étudier des problèmes fondamentaux comme la complexité des problèmes et des algorithmes, ou comme la problématique de l’ordonnancement. En outre, les résultats théoriques sont rarement validés sur les plates-formes (logicielles) existantes. La généralisation de l’utilisation de ces plates-formes hétérogènes distribuées pose deux défis majeurs : le développement d’environnements qui faciliteront leur utilisation (transparente), et la définition et l’évaluation de nouvelles approches algorithmiques pour les applications qui les exploiteront. Dans ce thème, nous nous intéressons aux problématiques de recherche suivantes :
Les principaux domaines qui constituent le cadre de nos travaux sont l’informatique autonome, le déploiement, les intergiciels et les grilles. Plus précisément, sur les moyens de rendre auto-adaptatif le déploiement d’un intergiciel qui s’exécute sur un environnement dynamique (variation des paramètres de l’intergiciel et/ou de ceux des ressources). Pour ce faire il faut proposer des algorithmes/stratégies/heuristiques capables de prendre les « bonnes » décisions chaque fois qu’une situation qui nécessite une adaptation du déploiement est détectée. Ces algorithmes et stratégies doivent cependant se baser sur un ensemble de connaissances pour prendre les décisions. Parmi ces connaissances figurent l’intergiciel, l’infrastructure cible, la configuration du système en exécution, etc. Comme il est difficile de travailler directement sur les systèmes réels, nous sommes amenés à utiliser des modèles de ceux-ci. Ainsi, nous avons proposé : (i) un modèle de ressources, (ii) un modèle d’intergiciel hiérarchique et (iii) un modèle de déploiement.
Les avancées technologiques et la puissance sans cesse croissante des systèmes embarqués ont ouvert des nouvelles voies et des enjeux de recherche en vue d’offrir des services innovants dans le domaine de communication sans fil. Dans ce contexte, le système ad hoc de capteurs mobile est particulièrement porteur. Il s’agit de composantes électroniques, pas chères à l’achat pouvant capter certaines informations de son environnement, comme les odeurs, des sources chaleur, ondes électromagnétique etc. Il y a ainsi plusieurs types de capteurs : capteur de pression, capteurs de lumière, capteur biologique, capteur chimique, capteur des accélérations, capteurs sismique etc. Les capteurs peuvent donc évaluer : la distance à un objet, les directions et sens du déplacement d’un objet, la température ambiante, des produits chimique, l’intensité de la lumière, la vibration, l’intensité sismique, intensité acoustique. Les capteurs peuvent se mouvoir pour contribuer à certaines applications telles que les détections de cible, des calculs intensifs tout en maintenant entre elles des communications sans fil, qui leurs permettent de collaborer. Ainsi un réseau ad hoc sans fil de capteurs mobiles est un système distribué sans unité centrale de contrôle ni de coordination. Ils collaborent entre eux pour trouver une information qu’ils envoient par multi sauts à un centre situé hors de leur environnement. Un nombre important de capteurs déployés dans un environnement doit pouvoir s’auto-organiser. Les enjeux applicatifs des capteurs sont énormes. En effet, les capteurs peuvent conduire à plusieurs applications concrètes telles que :
L’objectif principal est la collecte d’un ensemble de paramètres de l’environnement immédiat des capteurs, tels que la température ou la pression atmosphérique, afin de les acheminer vers des points de traitement (puits de données ou Sink, une station souvent plus éloignée). Par leur réalisme et leur apport concret, les réseaux de capteurs sans fil ont su se démarquer de leur origine ad hoc et attirer un nombre croissant d’industriels et d’organisations civiles où la surveillance et la reconnaissance de phénomènes physiques restent une priorité. La surveillance environnementale (agriculture, eaux, incendies de forêt, pollutions, . . .), médicale (personnes âgées, veille sanitaire dans les troupeaux, . . .), la gestion de crises (séismes, inondations, éruptions volcaniques, glissements de terrains, …), la surveillance de processus et/ou de sites industriels, la domotique, tels sont quelques exemples d’une panoplie vaste et variée d’applications potentielles offertes par les réseaux de capteurs.
Ainsi, il s’en dégage plusieurs enjeux de recherche tels que : topologie (partitionnement du réseau et maintenance de la mobilité), coordination et communication, modèles de mobilité, modèles opérationnels, localisation et poursuite de cible, économie d’énergie, mécanismes tolérance aux pannes lors de la maintenance les clusters) et surtout la sécurité des communications et des données (multi casting sécurisé, etc.).
L’émergence de petites caméras CMOS et de microphones MEMS, à coût et puissance réduits, a contribué au développement d’une nouvelle génération de capteurs intégrant des aspects multimédia (image, audio, vidéo). Couplé à la flexibilité des réseaux de capteurs sans fil, cet apport de flux multimédia offre de nouvelles perspectives d’applications potentielles où la collecte d’informations visuelles et/ou acoustiques apporte une plus-value certaine : gestion de crises, détection d’intrusions, opérations de recherche et sauvetage, dénombrement, surveillance environnementale, smart city, pistage/tracking d’objets par vision, etc. Cette modalité de capture permet en outre de renforcer les applications actuelles de surveillance par une perception plus particulière des phénomènes dans des zones hostiles et/ou difficiles d’accès. Par exemple le déploiement d’un tel système dans un environnement de nids d’oiseaux permettrait à un ornithologue d’observer et d’étudier, sans intervention humaine, leur comportement. Cette technologie permettant la transmission de flux multi- média dans les WSNs, est connue sous le vocable de réseau de capteurs multimédia sans fil (Wireless Multimedia Sensor Network ou WMSN en Anglais). Toutefois, l’introduction d’aspects multimédia pour la surveillance avec un réseau de capteurs sans fil nécessite des efforts significatifs pour développer des mécanismes de contrôle adaptés, et ce à tous les niveaux des couches protocolaires.
Améliorer la durée de vie est un enjeu important qui s’impose lors du déploiement des réseaux de capteurs sans fil. En effet, ces réseaux sont composés par des capteurs autonomes alimentés par batteries qu’il est difficile de recharger ou remplacer. Le challenge est donc d’assurer le fonctionnement de ces réseaux pendant plusieurs années sans aucune intervention extérieure majeure. Afin de maximiser la durée de vie des réseaux de capteurs sans fil, nous avons d’abord exploré la possibilité d’introduire plusieurs puits mobiles. Nous avons proposé deux stratégies. La première détermine les positions optimales sur un réseau de petite échelle et la deuxième, basée sur une heuristique, garantit le passage à l’échelle. Nous avons étudié ce protocole, étendu ses capacités pour gérer des puits mobiles et proposé une stratégie de mobilité des puits adaptée permettant de prolonger la durée de vie du réseau. L’objectif principal de ces travaux est d’utiliser la redondance des nœuds afin de pouvoir optimiser la consommation énergétique ce qui revient aussi à optimiser la durée de vie du réseau. Dans un premier temps, proposer et implémenter un mécanisme centralisé de la répartition de la population des capteurs en plusieurs sous-ensembles couvrants. Ensuite introduire des modules pour l’activation des sous-ensembles et pour la mesure du taux de couverture du réseau (nous choisissons des points aléatoires considérés comme étant les cibles à surveiller).
PI, à l’Université Gaston Berger, du Projet Européen (ID:101193598-Call: ERASMUS-EDU-2024-VIRT-EXCH) : AGRI-MOCKS: Mastering Opportunities-scouting, Career-guidance and key-job Skills in Agriculture. Projet financé à hauteur de 499,990.96 €. 36 mois.
PI, à l’Université Gaston Berger de Saint-Louis Sénégal, du Projet financé par l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO) : ”Conception d’un système national de Tracking digital et formations des bénéficiaires au Mali et au Sénégal”. Projet financé à hauteur de 36 530 315 FCFA. 01-07-2024/31-12-2025.
Co-PI du Projet financé par la Public Diplomacy Section of the US Ambassy in Dakar (University Partnerships Initiative (UPI) – PAS-DKR-NOFO-FY22-02): ”Enhancing Computational Expertise in Senegal – A Partnership between Roux Institute at Northeastern University and Gaston Berger University”. Projet financé à hauteur de 150,000.00 USD. 01-10-2023/30-09-2025.
PI, à l’Université Gaston Berger, du Projet Européen (ID:101129023-Call: ERASMUS-EDU-2023-CBHE-STRAND-2) : MASSTER: Managing (South) African and Senegal Sustainability through Economic-Diversification of Rural-Areas. Projet financé à hauteur de 800,000.00 €. 01-03-2024/28-02-2027.
PI, à l’Université Gaston Berger, du Projet Européen (ID:101082391-Call: ERASMUS-EDU-2023-CBHE-STRAND-3) : QADoc: Capacitation pour l’évaluation et assurance qualité des formations doctorales et de la recherche. Projet financé à hauteur de 940,328.00 €. 36 mois.
Partenaire, à l’Université Gaston Berger, du Projet Européen (ID:101129279-Call: ERASMUS-EDU-2023-CBHE-STRAND-1) : Elevate HER: Female Research Empowerment and Academic Career Reinforcement in Senegal Higher Education. Projet financé à hauteur de 399,771.00 €. 36 mois.
Partenaire, à l’Université Gaston Berger, du RSIF Junior Investigator Research Award (JIRA) project : Robust and affordable SmartAgri-IoT Technology (Agri-IoT Tech). Projet financé à hauteur de 80,000.00 €. 01-05-2023/30-04-2025.
Co-PI, à la Cyber-Infrastructure nationale pour l’Enseignement supérieur, la Recherche et l’Innovation (CINERI), du Fond de solidarité pour les projets innovants (FSPI) : Go-Taouey – Mise en exploitation accélérée du supercalculateur du Sénégal. Projet financé à hauteur de 96,600.00 €. 12 mois.
PI, à l’Université Gaston Berger, du Projet Européen (ID:101082391 – Call: ERASMUS-EDU-2022-CBHE-STRAND-1) : BASIS: Boosting Agricultural Studies in Sub-Saharan Africa. Projet financé à hauteur de 399,212.00 €. 01-04-2023/31-03-2026.
Directeur scientifique et technique, à l’Université Gaston Berger, du Projet de Recherche Européen (ID:101059232 – Call: HORIZON-CL6-2021-FARM2FORK-01) : URBANE: One Health approaches to support agroecological transformation of peri-urban farming. Projet financé à hauteur de 5,015,233.75 €. 01-07-2022/30-06-2022.
Directeur scientifique et technique, à l’Université Gaston Berger, du Projet de Recherche Européen (ID: 780229 – H2020-ICT-2017-1) : WAZIHUB: Accelerating Open IoT and Big Data Innovation in Africa. Projet financé à hauteur de 2,998,606. 88 €. 01-05-2018/31-07-2021.
Directeur scientifique et technique, à l’Université Gaston Berger, du Projet de Recherche Européen (ID: 687607 – H2020-ICT-2015) : WAZIUP: Open Innovation Platform for IoT-Big Data in Sub-Sahara Africa. Projet financé à hauteur de 2,799,662. 50 €. 01-02-2016/31-01-2019.
PI du projet de recherche : Réseaux de capteurs sans fil dans la lutte contre les criquets ravageurs. Projet de recherche financé par le FIRST (Fond d’Impulsion de la Recherche Scientifique et Technique). Financement de 30,000 €. 01-06-2013/31-05-2017.
Membre du projet de recherche : Réseaux de capteurs sans fil et technologie RFID contre le vol de bétail. Projet de recherche financé par le FIRST (Fond d’Impulsion de la Recherche Scientifique et Technique). Financement de 25,000 €. 12-05-2014/12-05-2016.
Partenaire du projet : Mise en place d’une infrastructure socio-économique distribuée pour une approche de développement par la connaissance. Financement Unesco-HP: US Dollar 45,000 en 2010-2012 et AUF sur 49,600 € en 2012-2013.
Abstract : The General Objective of QADoc is to build capacity for high quality university-based research, so that African countries may be better equipped to drive their own research agendas to address societal challenges. National quality assurance systems are developing across the African continent, deemed highly relevant for regulating the sector, but also to support results-based, quality improvement in African universities. In Francophone Africa, most national QA agencies are very new, and do not yet have the standards, procedures or resources to assess the quality of research and doctoral education, despite high need. In this context, QA Doc will:
The project targets three countries – Senegal, Guinea and the DRC – bringing together ministries for higher education, national QA agencies and two universities per country. Good practices, training and evaluation expertise will be provided by agencies from Portugal and Spain, and additional universities from France. This partnership dynamic will ensure that the standards developed are co-created by government and institutions, drawing from expertise of EU agencies and universities. Pilot evaluations of research and doctoral schools will be conducted in the six partners universities, to test the standards and make recommendations for how they can be upscaled in Africa (Mozambique is associated to the project to this effect).
Abstract : In SSA agriculture and farming are a major source of livelihood contributing with up to 40% of GDP and providing livelihood for over 70% of the population dependent on family farming that employs around 40% of the SAA active workforce. Nevertheless, regional agricultural development potential remains severely underexploited inter alia due to continuous rural – urban migration patterns within the countries, and large population migration flows to bordering countries and Europe. MASSTER project explores venues of support provision to SSA agricultural students and farmers offering innovative educational and training tools, implemented through HEIs greater involvement in community development and whole of society approach within the agricultural/rural development and migration/mobility nexus. The project seeks to offer an effective migration control framework within the targeted countries addressing SDGs sustainability targets in a number of pivotal domains – zero hunger, quality education, decent work and economic growth, and responsible consumption and production through enhanced food security. Specifically, 6 partner HEIs in Senegal and South Africa are supported to address the: a) needs of local farmers to conduct income- generation activities on their farms, b) needs of extension services to provide relevant training (with income-generation potential) for farmers, c) needs of municipalities to better manage economic migrations including from rural areas. In doing so, MASSTER will: analyze risk factors causing migrations and those discouraging them, devising most relevant training programs for income-generation potential of (future) farmers; provide HEIs and extension service with TOT enabling them to jointly perform effective training sessions for farmers and students; support HEIs to develop effective migration management mechanisms also through initiation of a whole of society approach within agriculture and migration nexus.
Abstract : Elevate-HER has been designed with a clear objective which is: to support female researchers’ career development contributing to sustainable growth and jobs in Senegal. More specifically, the project directly addresses the needs for Capacity Building in Senegalese Higher Education Institutions to provide women pursuing or willing to pursue a career in research in STEAM, with the necessary skill sets to guarantee their employability. Women in research face countless challenges: discrimination, unconscious bias, glass ceilings and cliffs, uneven opportunities compare to men. UNESCO’s data from 2021 reveals that only around 30% of the world’s academic researchers are women. However, the situation in Senegal is even worse with this percentage dropping to an alarming 15%. Although the percentage of female researchers in Senegal has been gradually increasing, the proportion remains too low: half of the world’s average in 2022. Senegal needs to implement strong positive action initiatives to catch up with the world trend. Elevate-HER is a National project that aims at supporting Female Researchers in Senegal (FRS) Higher Education Institutions (HEIs), by: i) equipping them with Individual tailor-made Career Development Plans; ii) paving the way for systemic changes at HEI level with the development of Institutional Career Development Programs and the Elevate- HER Gender Support Units. To operationalize this general goal, Elevate-HER breaks down into 2 Specific Objectives (SO): Specific Objective 1 (SO1): To empower female academics and research professionals by providing them with training on soft and digital skills relevant for Research as well as tailor-made mentoring sessions; Specific Objective 2 (SO2): To equip Female Researchers in Senegal with new capacities and tools to facilitate their visibility, access and permanence of women to research careers, providing them with Individual Career Development Plans.
Abstract : According to numerous authors, agriculture and farming are a major source of livelihood in the countries of Sub Saharan Africa (SSA), contributing between 15 % and 40 % of the gross domestic product, providing livelihood for over 70% of SSA population through family farming and employing at least 34% of the active workforce with its potential heavily underexploited. One of the reasons are poor connections between tertiary education as the knowledge base and immediate agricultural producers (farms). Furthermore, according to various authors, gender is an important factor in understanding every aspect of agricultural and rural development in SSA. Women are essential to agricultural production but they lack adequate access to land and inputs, they tend to be excluded from decision-making and have less chances of accessing tertiary education, along with so many poverty-stricken individuals coming from remote areas. BASIS addresses the aforementioned issues by introducing interventions in higher education curricula towards a more field-based and competence-oriented knowledge and skills highly valued at the labour market. This will establish lasting and systemic exchange between the tertiary education and smallholder farmers in SSA. Likewise, BASIS introduces mechanisms and measures to increase access to tertiary education for women and poverty-stricken individuals from remote areas, and provide them with more equitable chances of employment and growth. Project outcomes will create opportunities for further innovation and modernization of higher education and agricultural production in SSA, equipping higher education institutions, their staff and students with different social and economic background, as well as smallholders in remote rural areas with essential mechanisms for sustainable advancement and growth.
Abstract : The quest to provide food for the world’s growing population has compelled humankind to encroach on the ecosystem with untoward consequences. Industrial agriculture has failed to feed the world adequately while using up too many of its resources, destroying wetlands & wildlife habitats, increasing the risk of infestation, plagues, and pesticide- resistant pests. The contribution of urban fringe farmers to feeding the teeming populations of cities is often overlooked in the context of sophisticated global supply chains. Today more than half of the planet’s inhabitants live in cities and this is projected to increase. The world-wide migration of rural people to cities is particularly prominent in West Africa. This trend leads to the increased practicing of peri-urban agriculture, supported by: a) the lack of formal jobs and as a means of adding up to household income in low- and middle-income countries (LMIC), b) the young generations of farmers are usually not willing to live in remote areas where traditionally farming occurred, c) initial stages of agriculture intensification in LMIC usually involves concentration of production in peri-urban areas.
Key challenge: Even though intensified peri-urban farming has significant advantages of increasing the resilience of food systems, reducing poverty (Sustainable Development Goal-1) and ensuring nutrition security (SDG-2), it also introduces concerns about zoonotic diseases in livestock, sanitary issues from cultivation & livestock-keeping (SDG- 3) and local environmental degradation from use of synthetic agricultural inputs, pollution & deforestation, risks from pesticides residues, antimicrobial resistance and more. Especially in LMIC, the intensification of food systems, as they transition from subsistence to market-oriented production, is typically associated with human health risks.
URBANE is addressing this challenge of sustainable agriculture for food nutrition security, applying a One Health approach for tackling issues related to the application & intensification of peri-urban agriculture, as well as providing the necessary framework for its sustainable & safe application in different contexts. To achieve this, the project will be built around the principles of agroecology. Agroecology, using nature-based solutions encompasses all elements to restore degraded environments, while having significant socioeconomic benefits to ensure resilient & safe food protecting human health. URBANE is building on the extensive experience in agroecology of its partners whilst exploiting friendly tools & methods for measuring the progress & impact of the agroecological transition of farming. The URBANE approach will be demonstrated through 6 case studies in Africa (Nigeria, Ghana, Senegal, Morocco, Benin, Burkina-Faso), while its transferability in other regions will also be studied and facilitated through specific tools. In line with agroecology principles, URBANE will be working in close collaboration with farmers, building on local knowledge, supported by new technologies and best practices applied in European regions where agroecology is already applied in intensified, market-oriented production fields. Policy making (recommendations) is also part of the project to support wider adoption. New/ adapted business models will also be worked out for the URBANE case studies, that will act as lighthouse examples of how such business models can be – with suitable local adaptations informed by local specificities.
Abstract : WAZIHUB (in Swahili for Open-Hub) is an innovation project for Africa aiming to create an OpenHUB of IoT and Big data cutting-edge and African grade solutions, co-designed by African people. The vision of WAZIHUB is to exploit IoT potential and share IoT Technologies best-practices through the involvement of innovation communities and stakeholder (e.g. young entrepreneur (including woman), startup, developer, innovation Hub) from local district, regional, national and African-wide. The project aims to enable the creation of Open Hubs throughout Africa where IoT technology solutions can then be adapted to match local service needs. The project goal is to iterate and extract value from spining-off value-added IoT innovative services (e.g. monitoring, controlling, data analytic) based on the technologies developed in WAZIUP and FiWARE.
WAZIUP is a technology-driven EU-Africa project developing a fully open source (http://www.github.com/waziup) IoT end-to-end (sensors, networking and software) platform (www.waziup.io platform website), specialized to meet African needs in terms of cost, energy, internet connectivity and simplicity. The WAZIUP platform is developed using FIWARE Generic enablers.
WAZIHUB target is to support, at large-scale, innovative users and usage of the above mentioned technologies, with a goal towards the sustainability and wider-impact of the proposed solutions. Sustainability is one of the main concerns of innovation projects therefore the consortium will jointly target finding more and more users around the WAZIHUB and offer a value to them based on their requirements, enabling them to easily tailor existing solutions to their needs.
In order to reach the WAZIHUB vision, the project addresses the following issues:
WAZIHUB also plans to expand the reach and use of WAZIUP technology to Southeast and Southern Africa (Kenya, Uganda, Tanzania, South-Africa, Mozambique) and at the same time to strengthen the activities and the strategic partnership with West Africa (Senegal and Ghana).
General objectives : The Internet of Things is not just a story for the industrialized countries, but it is rather equality relevant for developing countries in Africa. The IoT and big data are driving improvements to human economic conditions and wellbeing in healthcare, water, agriculture, natural resource management, resiliency to climate change and energy.
From our experience in WAZIUP over the past few years, we have seen a lot of interests and early feedback on IoT from African communities and stakeholders. It is clear that the continent is getting ready to adapt IoT in their daily lives and business operations. At the same time, IoT activities are also increasing in different forms through local communities, IoT developer training by Swahili Box in Kenya, e-toll system in South Africa by SANRAL, Smart Africa’s Transform Africa summit and The Internet of Things Africa Summit and Smart Expo.
Different stakeholders are getting involved in active IoT projects on the ground in Africa. These stakeholders include industry members, universities, NGOs, and tech start-ups, each contributing different strengths from capacity building to innovation. Big industries players with experience in IoT like IBM, SAP, Google, Nestle, have established presence in Africa as well.
From technical point of view, the IoT solutions developed by Industrial countries are either too generic or focusing only on industrial market needs. In Africa, there is a need for specialized solutions which addresses fundamental problems like internet and network connectivity, cost of solutions, power requirements, simplicity in terms of deployment and operation, robustness from environment threat, and user-centric design for notification (SMSs, voice, WhatsApp and Facebook) and interaction.
Through our interaction with the average engineers and developers in Africa, they are often good in mobile and web application development but lack the experience, knowledge and capacity on the IoT core technology (e.g. data management, IoT backend, IoT connectivity, data analytic, etc.) to develop a competitive IoT solutions. They often require advanced training so they can develop these kind of solutions.
The internet connection is the major drawback. As a result, developers and engineers have to think of options for IoT without internet. For large-scale systems including hundreds of thousands of sensors, devices and/or readers, high reliability levels are likely to prove important. Cultural context on the ground also matters, and it should be taken into account, along with technical considerations.
One of the main sources of locally developed applications and innovation is the Techno hubs that are springing up across Africa. With the rise of Fablab, makerspace and tech hubs, young and talented Africans are now coming together to collaborate and to use open source tools to develop and prototype their ideas.
Most tech hub members start working on their ideas while in the University. It is in the university that most informal hubs and spaces are created. You will usually find student meeting to work on ideas from class or even final year project. It is interesting to note that some of these ideas grow into start-ups once there is the conducive environment to nurture and support them.
From our experience, one of the key features of the African digital innovation renaissance is that, it is increasingly homegrown. They have the vision to redesign the solutions which already exist in developed market, by Africans for the African market, providing homegrown cost-effective alternatives. In addition, entrepreneurs want to create solutions that are appropriate for their challenges and needs like Kenya’s seamless payment system, M-PESA and Brick.
What is unfolding is a virtuoso system with a “started in Africa” mindset that could potentially remake what Africans buy. This is especially exciting because it empowers people to use their local expertise, know-how and hands-on skills to solve problems that exist in their daily lives. WOELAB is an example of such a Fablab in Lome, Togo (partner of WAZIUP) that inspires makers to use old and waste electronic part to create working products such as locally made 3D printers.
While it is very early to assess the impact, it is already clear that these makers and innovation hub offer a platform for a new economic system that taps into the brainpower of Africans to seed shared prosperity. The problems to solve in the continent are plentiful- clean water, energy, health, and food processing. In addition, there are significant challenges for the African makers, getting people to take them seriously including the government and even their competitor. Also, these hubs need more innovation business model and revenue generation steam. Hence the sustainable uptake of the results and innovation services within the countries became a major issue. This is valid of all innovation project, hub as well as start-up.
Most of the African start-up teams cannot afford to pay someone to develop the competitive solutions for them. For African start-up one main challenges are the go-to-market, often these start-ups need small seed funding to grow and business and technical training. Most of the innovation projects have difficulties to sustain, since they often vanish after the project completion date. We also need to acknowledge that the sustainability is a long-term process. It often needs continuously (external aid) until reach the critical mass and viability, often additional funding, the need to develop and build on local talent, understanding the behavioral response of users and stakeholder ecosystem, innovation partnership, offer clear benefits to users.
Maximizing the benefits of the IoT is likely to require more coordinated action across all sectors, SMEs and industries, telecom operator, ICT regulators, funding agencies, financial agencies, innovation stakeholders working closely with their counterparts in data protection and competition, but also with government and policy makers.
Given the high pervasiveness of the IoT’s impact, it is vital that as more countries introduce policy frameworks, they take into account the various factors and implications of the IoT across different sectors. When all stakeholders are included in active dialogue, the IoT represents a promising opportunity for more coherent policy-making and implementation.
IoT projects require to setup up innovation partnership and risk sharing business model; they also need a local IoT ecosystem at the same time connected with national and international/European IoT ecosystem.
Abstract : The WAZIUP project, namely the Open Innovation Platform for IoT-Big Data in Sub-Saharan Africa is a collaborative research project using cutting edge technology applying IoT and Big Data to improve the working conditions in the rural ecosystem of Sub-Saharan Africa. First, WAZIUP operates by involving farmers and breeders in order to define the platform specifications in focused validation cases. Second, while tackling challenges which are specific to the rural ecosystem, it also engages the flourishing ICT ecosystem in those countries by fostering new tools and good practices, entrepreneurship and start-ups. Aimed at boosting the ICT sector, WAZIUP proposes solutions aiming at long term sustainability.
The consortium of WAZIUP involves 7 partners from 4 African countries and partners from 5 EU countries combining business developers, technology experts and local Africa companies operating in agriculture and ICT. The project involves also regional hubs with the aim to promote the results to the widest base in the region.
General objectives : WAZIUP is a H2020 international cooperation action. The project is driven by a consortium of 5 EU partners and of 7 partners from 4 sub-Saharan African countries. Furthermore, it has support from multiple African stakeholders with the aim of defining new innovation space to advance the African Rural Economy. It will do so by involving end-users communities in the loop, namely rural African communities of selected pilots, and by involving relevant public bodies in the project development. WAZIUP will accelerate innovation in Africa by coupling with current EU innovation in the sector of IoT and Big Data: this EU technology will be specialized to generate African cost effective technologies with an eye to preparing the playground to the future technological waves by solving concrete current needs. WAZIUP will deliver a communication and big data application platform and generate locally the know how by training by use case and examples. The use of standards will help to create an interoperable platform, fully open source, oriented to radically new paradigms for innovative application/services delivery. WAZIUP is driven by the following objectives:
In order to achieve the above aims, a strong dissemination and exploitation effort of the project will be dedicated to a) strengthening linkages of end-users with industries, b) engage innovation space and living labs to accelerate innovation coaching/training/start-up activities (e.g., community-driven development paradigms), c) promote value- addition to business outputs, d) challenge the value-chain of African agribusiness through technology for value increase.
The proposed solutions will be tested for a set of real-life use cases covering several countries. At higher level, WAZIUP will implement a regional innovation platform, where SMEs could continue to develop/plug-in solutions using the technical elements and the open data provided in the project. The ultimate target is to create large African industries, SMEs ecosystem, and induce a network- effect.
The above objectives require tackling several challenges which we enlist below:
Les ravageurs constituent une menace importante pour l’agriculture et l’environnement santé dans de nombreuses régions du monde. En particulier, en Afrique occidentale sub-saharienne, les invasions des criquets n’épargnent aucune culture. Les pertes s’évaluent alors par dizaine de milliers de tonnes de culture par jour. Aussi les dégâts matériels, humains et environnementaux sont considérables. La lutte contre ces insectes ravageurs représente donc un enjeu très important pour la sécurité alimentaire de ces pays africains étiquetés pauvres et qui ont du mal à assurer l’autosuffisance alimentaire. Les méthodes de lutte actuelle contre ces ravageurs sont basées sur l’analyse de données acquises dans des zones grégarigènes via les satellites et stations météo, souvent déployés en nombre insuffisant. Les progrès scientifiques et innovations technologiques réalisés dans le domaine des systèmes de communication sans fil, d’une part et des capteurs d’autre part, au cours de cette dernière décennie peuvent aider à solutionner les problèmes qui hypothèquent le décollage agricole des pays concernés.
L’objectif de ce projet est de contribuer à la mise en place de stratégies et de méthodes d’instrumentation, de surveillance et d’alerte afin d’améliorer les méthodes traditionnelles de lutte contre les ravageurs. Pour cela un dispositif de collaboration de recherches sur ces questions regroupant plusieurs compétences réparties entre UFR est mis en place.
Protéger les cultures et conserver les récoltes est une des préoccupations majeures de l’homme dès lors que l’agriculture devient pour lui un moyen de subsistance. L’évolution des communautés a par la suite, amplifié entre autres, les phénomènes naturels de compétitions entre l’homme et les autres êtres vivants consommateurs. L’intensification récente des systèmes de production agricoles par la quasi application de la monoculture et l’utilisation de nouvelles variétés dites à haut rendement pour une augmentation des rentes, favorise la sélection des parasites et ravageurs les plus adaptés à des conditions de plus en plus artificielles, alors qu’en parallèle, la généralisation de la lutte chimique provoque l’apparition de phénomènes de résistance et aussi des répercussions néfastes pour le consommateur (accumulation des résidus de pesticides dans l’organisme). De plus, l’ouverture du marché et libéralisation des importations de semences et plants auxquels nous assistons actuellement, favorise les introductions malencontreuses des nouveaux parasites et ravageurs. Les criquets pèlerins constituent une menace importante pour l’agriculture dans de nombreuses régions du monde.
Plusieurs organisations internationales et scientifiques sont mobilisées pour surveiller les migrations de ces insectes et fournir une assistance aux pays touchés par ce fléau. Des systèmes de surveillance sont déjà en place, mais ils sont pour l’essentiel manuels.
Ensuite, une alerte est envoyée pour le déploiement des équipes de prospections des centres nationaux de lutte antiacridienne sur le terrain afin de dénombrer la population d’acridiens et d’envoyer un rapport. La population de criquets dans une zone permet de prévenir les risques d’invasion.
Il y’a un problème dans la méthode d’acquisition de données qui est manuelle et la fiabilité des informations reçues via satellites et stations météo est tributaire des facteurs tels que la pluviométrie et la végétation et aussi certaines zones sont difficiles d’accès.
Les progrès scientifiques et innovations technologiques réalisés dans le domaine des systèmes de communication sans fil, d’une part et des capteurs d’autre part, au cours de cette dernière décennie peuvent aider à solutionner les problèmes qui hypothèquent le décollage agricole des pays concernés.
Les réseaux de capteurs sans fils constituent une nouvelle classe des systèmes distribués qui sont partie intégrante de l’espace physique dans lequel ils sont déployés. Ils couvrent un large spectre d’applications allant de la protection de l’environnement aux applications militaires, en passant par la médecine, la domotique. Ces nœuds sont capables de capter la température, la pression, le son et de façon collaborative acheminer les données brutes à un centre de traitement.
Il faut dire que dans le passé, les réseaux de capteurs sans fil n’ont jamais été utilisés pour la lutte antiacridienne au Sénégal, et donc c’est un véritable défi que nous nous proposons de relever.
L’agriculture est l’épine dorsale de l’économie de tout pays et il existe une forte corrélation entre la croissance agricole et la prospérité économique. Au Sénégal, le secteur agricole emploie environ 70 % de la population, mais avec une part dans le PIB qui ne cesse de décroître et qui correspond à moins de 20%. Les principaux facteurs expliquant cette contre-performance du secteur primaire sénégalais sont la diminution de la pluviométrie et le fait que cette activité reste encore assez rudimentaire. La qualité des semences constitue également un frein majeur à des productions de qualité. Les nouvelles politiques publiques mises en place pour booster l’économie sénégalaise, notamment à travers le Plan Sénégal Emergent (PSE), continuent de donner une place capitale à l’Agriculture.
Pour accompagner cette dynamique, notamment à destination des petits producteurs, qui constituent la grande masse de la population active dans ce secteur, nous avons besoin de moderniser notre agriculture en intégrant de nouvelles technologies, efficaces qui permettent d’améliorer continuellement la productivité, la rentabilité et la durabilité de nos principaux systèmes d’exploitation. Ainsi, nous pensons que les réseaux de capteurs sans fil, couplés à des logiciels de monitoring et de contrôle, peuvent être utilisés comme des outils puissants pour une agriculture de précision et pour contribuer à la sécurité alimentaire. Dans ce projet, il s’agit de mettre en place un tel dispositif que nous utiliserons d’une part pour la gestion de l’irrigation ; ensuite, nous l’appliquerons à la gestion du stockage, aussi bien pour les semences que pour les produits de la récolte, pour contribuer à la bonne préservation des récoltes mais aussi à la sécurité alimentaire.
Un réseau de capteurs sans fil est un réseau ad hoc avec un grand nombre de nœuds qui sont des micro-capteurs capables de récolter et de transmettre des données environnementales de manière autonome. L’utilisation de réseaux de capteurs sans fil est essentielle pour la mise en œuvre de technologies de l’information et de contrôle dans l’agriculture de précision. Nous présentons notre conception de ce projet pour une telle application où les nœuds de capteurs recueillent régulièrement des données à partir d’emplacements fixes dans un champ ou dans espace de stockage.
Les procédures d’irrigation sont basées sur l’expérience de l’agriculteur, les propriétés du sol et les conditions environnementales qui sont touchées par des changements réguliers au cours de la production. Les réseaux de capteurs sans fil sont une solution pour la surveillance des conditions environnementales et l’utilisation efficace de l’eau. Dans ce projet, un système de gestion de l’irrigation efficace sera mis en place pour les cultures, en vue d’améliorer le rendement. Nous utiliserons un réseau de capteurs sans fil pour obtenir les propriétés du sol et des données environnementales en permanence. Le calendrier d’irrigation des cultures est prévu en fonction de leur exigence qui est basé sur les données obtenues à partir des capteurs déployés à des emplacements différents. Le système de gestion de l’irrigation étudie les données pour identifier les emplacements déficients (pauvres) en eau et en informe les agriculteurs à ce sujet par une alerte ou un message texte envoyé sur le réseau local.
L’objectif global de ce projet de recherche est de proposer une solution basée sur les réseaux de capteurs à bas coût pour arriver à une agriculture de précision. Pour cela un dispositif de collaboration de recherches sur ces questions regroupant plusieurs compétences réparties entre UFRs est mis en place.
L’élevage du bétail se caractérise au Sénégal par des mouvements nomades de personnes avec leur bétail sur des terrains vastes et hostiles avec une infrastructure de communication insuffisante voire inexistante. Le vol de bétail a causé des ravages et a été la principale source de conflit et d’instabilité. Aucun mécanisme adéquat n’est mis en place pour faciliter l’identification, le repérage et la récupération des animaux volés.
L’idée est d’utiliser de manière conjointe la technologie des capteurs sans fil et celle des RFID pour créer une plateforme mixte de lutte contre le vol du bétail.
Les capteurs permettent de collecter et de relayer l’information — observation de phénomènes physiques tels que la position, données biologiques, etc. — vers un site de traitement via l’Internet ou un réseau de téléphonie ou encore un réseau satellitaire.
Les capteurs sont connectés en permanence sur le réseau de téléphonie mobile pour transmettre une vue des données en temps réel, en utilisant des services SMS ou GPRS. Ces données pourront être stockées sur un Système d’Information et de Gestion permettant de localiser le bétail n’importe où à travers le territoire national ou à défaut signaler la dernière d’un troupeau donné sur le territoire pour les cas de sorties du pays. Comme alternative au réseau des opérateurs téléphoniques classiques, nous étudierons également la possibilité d’utiliser le réseau WIMAX de l’Intranet gouvernemental, qui offre une assez bonne couverture sur l’étendue du territoire, comme canal de transmission des données vers le serveur central.
Le réseau de capteurs que nous souhaitons construire à travers le Sénégal sera basé sur l’infrastructure physique de la SENELEC pour l’alimentation des nœuds capteurs et éventuellement la retransmission des données grâce à la technologie CPL. En effet, celle-ci dispose d’un important dispositif avec ses poteaux électriques à haute tension sur toute l’étendue du territoire. Le réseau de transport de la SENELEC comprend un réseau national et un réseau supranational. Le réseau national est constitué de 327,5 kms de lignes 90 kV et le réseau supranational comprend les 945 kms de la ligne 225 kV Manantali – Matam – Dagana – Sakal – Tobène.
Le principe de notre solution est le suivant :
les éleveurs vont identifier leur bétail et acquérir quelques puces RFID à mettre sur certaines bêtes de leur troupeau (il n’est pas nécessaire d’en doter à tous, mais juste un sur dix) ;
lorsqu’un vol a lieu, l’éleveur envoie un SMS à notre système pour signaler le vol en donnant la référence de son bétail ;
le système, à travers son réseau de capteur, identifie l’endroit où se trouve le troupeau en question et transmet les coordonnées GPS à la gendarmerie ou autres services compétents. Et en cas de sortie du territoire nationale, nous collecterons la dernière localisation du troupeau afin d’identifier le pays vers lequel il est dirigé grâce à des relevés GPS.
Notre plateforme ainsi mise en place permet en premier lieu de lutter efficacement contre le vol du bétail mais offre également d’énormes possibilités pour le suivi sanitaire des animaux.
